0 引言
空气开关具有过载、短路的保护功能，在使用过程中难免会发热。在实际使用过程中，空气开关发热触头是关键，各空气开关生产企业都在为减少空气开关发热而努力。在使用时，通过外加一组空气开关触头散热器，可以将空气开关触头的热能传递并散发出去，让空气开关在大电流的运行情况下也能正常运行。解决空气开关的发热问题，也就确保了空气开关的可靠运行，也可极大减少故障停电，基于此，本文重点对空气开关触头散热器进行分析。
1 研究背景
目前空气开关的使用十分广泛，无论是在民用还是工矿企业，其使用量都十分巨大。目前的空气开关因其密闭，内部（尤其开关的触头）是发热的主要部位，产生的热量无法流散，从而导致空气开关内部温度急剧升高。当空气开关负荷较大时，其内部温升十分严重，极易使开关触头接触电阻加大、发热加剧，导致触头烧毁或开关烧毁。发热也会导致电气元件工作异常及跳闸现象，严重影响了正常生产生活的用电需要。
在大电流下空气开关发热是不可避免的。在空气开关使用过程中，为保证开关电源可以正常工作，需要根据实际情况将散热器安装到空气开关触头位置，以便可以及时散发热量，避免因散热效果差导致温度过高而出现最高结温的情况，目前各空气开关生产企业都为减少空气开关发热在努力。如利用新技术研发生产导电更好的触头。然而新技术、新产品只能减少发热量，却不能避免发热。空气开关触头发热不能往外流散，致使空气开关发热，最终导致发热跳闸或烧坏开关，对电网运行的安全性和稳定性造成了比较大的影响。
2 空气开关触头散热器研制
为解决上述缺陷，本文提出一种空气开关触头散热器，该散热器能够解决现有空气开关触头发热的问题，避免空气开关发热跳闸或烧坏开关。
空气开关触头散热器主要包括吸热片、导热管和散热片，吸热片和散热片之间通过导热管连接，为保证绝缘效果，在吸热片、导热管和散热片内装有绝缘油。散热器中的吸热片安装在空气开关的电源端与电源进线母排并排安装，然后将A、B、C、N各相散热器并排安装在电源端上。吸热片吸收空气开关触头所产生的热量，并将热量传导至绝缘油中，通过绝缘油将热量传递至散热片上，最终将空气开关触头的热量通过散热片散发在空气中，解决了现有的空气开关所产生的热量不易流散，从而导致空气开关内部温度急剧升高的问题，能够将空气开关触头的热量快速传导散发在空气中，保证空气开关触头的热量不会过高，避免了空气开关发热跳闸或烧坏开关，保证了供电的稳定性与安全性。本散热器利用冷热液体对流的特性进行冷热循环，无需用电设备，没有机械及电设备的损坏，对于现有的空气开关也无须改造，直接安装即可，安装后免维护、无损耗、经久耐用。
散热器中的绝缘油可以通过绝缘油的绝缘性能将电分离，散热片上不带电，安全且安装方便。具体结构如图1~图2所示，可以看出，该空气开关触头散热器的吸热片1和散热片3之间通过导热管2连接，吸热片1、导热管2和散热片3内装有绝缘油4。绝缘油4能将电分离，散热器中的吸热片1安装在空气开关的电源端与电源进线线耳或进线铜排，若干个散热器并排安装在电源端上。吸热片1吸收空气开关触头所产生的热量，并将热量传导至绝缘油4中，通过绝缘油4将热量传递至散热片3上，最终将空气开关触头的热量通过散热片3散发在空气中，解决了现有的空气开关的问题，保证了供电的稳定性与安全性。
另外，该散热器还包括导热片11，导热片11与吸热片1连接，导热片11浸泡在绝缘油4中，起到传导吸热片1热量的作用，通过导热片11增大与绝缘油4的接触面积，能够快速将热量通过绝缘油4传导出去。
在散热片3上设有若干个散热鳍片。散热片3吸收热量后，用对流的形式将热散发掉，在对流散热的过程中散热面积主要由散热鳍片的表面积决定，表面积越大，散热效果越好；表面积越小，散热效果就越差。因此设置多个散热鳍片，有效散热的表面积就越大，散热性能好，加大与空气对流散热，最终将开关触头的热量散发在空气中。散热片3顶部设有盖体31。盖体31用于掩盖散热片3的端部，避免绝缘油4漏出。
导热片11为铜片。铜片的导热性好，因此能够将吸热片1上的热量快速传导至绝缘油4中。盖体31采用铝盖。由于散热片3暴露在空气中，因此所采用的盖体31需要有防锈的效果，本文选用铝盖。另外，铝盖质量小，不会对散热片3造成过大的负载，且铝材料也同样具有较好的导热性，能够快速将热量散发出去。导热管2为PE管，PE材料具有较好的绝缘性和耐老化，且方便弯折。
图1 空气开关散热器结构 图2 空气开关散热器结构
图1和图2中，1-吸热片；2-导热管；3-散热片；4-绝缘油；11-导热片；31-盖体。
3 空气开关触头散热器的应用效果
通过分析发现，空气开关触头安装散热器后取得了良好的应用效果，与现有技术相比，在空气开关触头位置安装散热器后取得有益效果如下：
（1）在实际应用过程中，在空气开关上安装散热器后能够解决现有空气开关触头发热的问题，将空气开关触头的热量散发至空气中，避免空气开关发热跳闸或烧坏开关；
（2）该空气开关触头散热器在使用过程中，无须用电设备，没有机械及电设备的损坏，安装后免维护，无损耗；
（3）该空气开关装置在应用过程中，对于现有的空气开关也无须改造，直接安装即可，安装后免维护，经久耐用，具有较高的推广应用价值。
4 结语
综上所述，本文首先对空气开关使用过程中存在的散热问题进行了分析，然后在此基础上提出了空气开关触头散热器的设计，并对具体的设计方案进行了分析，同时也对空气开关触头散热器的应用效果进行了分析，通过实践证明，利用该散热器可以解决当前空气开关触头发热问题，避免出现跳闸或开关被烧坏的情况，而且在该开关使用过程中，不需要使用用电设备，安装后无须维护，经久耐用，取得了良好的应用效果。
参考文献
[1]沙占友，马洪涛，王书海，等．特种集成电源设计与应用[M]．北京：中国电力出版社，2007．
[2]沙占友，王彦朋，安国臣，等．开关电源设计入门与实例解析[M]．北京：中国电力出版社，2009．
[3]崔广伟．浅谈自动空气开关的选型[J]．价值工程，2010（36）：224．
[4]梁志华．降低空气开关跳闸故障率的措施研究[J]．机电信息，2015（3）：56-57．
[5]沙占友，孟志永．输入整流滤波器及钳位保护电路的设计[J]．电源技术应用，2009（12）：24-27．
收稿日期：2018-10-09
作者简介：周炳辉（1975-），男，广东开平人，供职于广东电网有限责任公司江门供电局，研究方向：配电运行。
